Исследователи сделали важное открытие о секретной жизни дефектного белка, вызывающего муковисцидоз: в то время как ученые ужезнал, что белок CFTR регулирует баланс кислотной щелочи в клетках, что они не знали, пока это исследование не показало его, был тем, что включает ту способность ипрочь. Исследователи надеются, что открытие поможет развить новые методы лечения, обращающиеся к первопричине муковисцидоза, а не простосимптомы.
Исследование, издающееся как «газета недели» в проблеме 18 декабря Журнала Биохимии,работа ведущего автора доктора Дженг-Хора Чена, теперь постдокторского исследователя в университете Медицинского колледжа Моделировочного зуботехнического шпателя Айовы, в Айова-Сити, иколлеги.Доверие Муковисцидоза Великобритании спонсировало исследование, проводившееся в отделении физиологии и фармакологии в университете
Бристоль, Великобритания, где Чен был докторантом под наблюдением соавтора доктора Дэвида Шеппарда.Муковисцидоз (CF) является наследственной хронической болезнью, вызванной дефектами в гене, названном муковисцидозом трансмембранный регулятор проводимости или CFTR.Результат состоит в том, что примесный белок или отключен или отсутствует в целом, разрушая транспортировку солей в и из клеток, который приводитхарактерная густая слизь, блокирующая протоки и трубы в теле, влияя на многие органы.
Например, это блокирует дыхательные пути, вызывая хронический кашель иинфекции легкого; это блокирует поджелудочную железу, таким образом, это не может поставить ферменты, чтобы помочь переварить еду в кишечнике; и это также предотвращает еду, поглощаемуюкишечник.CF влияет больше чем на 70 000 человек во всем мире, большинство которых является детьми и молодыми совершеннолетними.
Приблизительно каждый 25-й человек европейского происхождения несетГен CF, и если оба родителя несут ген, возможности ребенка, терпевшего CF, 1 в 4. Нет никакого лечения для болезни и большинства людей сэто умирает в их 20-х или 30-х от неудачи легкого.Ген CFTR и его примесный белок были только обнаружены 40 лет назад, но раннее обнаружение и улучшенные методы лечения привели значительно улучшенныйвыживание для пациентов с этого времени.Чен сказал прессу что:«Понимание регулирования транспорта соли в нормальных клетках критически важно для развития новых методов лечения для болезней, как CF, разрушающие сольдвижения через границы клетки."
Однако как Чен объяснил, несмотря на большие улучшения, существующие методы лечения только упрощают симптомы. Они включают антибиотики, чтобы лечить инфекции легкого,физиотерапия грудной клетки, чтобы ослабить слизь и фермент добавляется, чтобы помочь перевариванию.Чтобы развить лечение, сказал, что Чен, две вещи должны произойти: поставьте пропавшим без вести белок CFTR назад к границе клетки и восстановите любой дефектный CFTR.Он объяснил что:«Сам CFTR является маленьким проходом с воротами, названными ионным каналом, найденным на поверхности клеток подкладочные протоки и трубы, где это действует как путьдля движения ионов хлорида, одного компонента соли, и регулирует транспорт бикарбоната, одну часть содовой."
CFTR регулирует транспорт этих молекул путем наладки pH или баланса кислотной щелочи в клетках, процесс, который важен для клеток, чтобы функционироватьдолжным образом. Например, в случае клеток, что протоки линии и трубы, это защищает тело от бактерий и других инфекционных агентов, гарантируя выживание клетки, сказал
Чен.Ученые уже знали, что CFTR отрегулировал pH, но не точно как: как сделал белок, обнаруживают изменения в pH, как сделал это «знает», когда изменитьсяконтроль так или иначе?У Чена была догадка, что это был pH в клетках, управлявших CFTR непосредственно, таким образом, он намеревался проверять его.
Сначала он нашел, что кислотный pH вызывает CFTR ктранспортный хлорид, но щелочной pH останавливает его. Чтобы узнать, как это происходит, Чен решил посмотреть в CFTR в его внутренней структуре икомпоненты.Шеппард описал то, что нашел Чен:«Структура CFTR напоминает турникет – это имеет путь для движения хлорида через границу клетки и ворота, управляющие доступом к этомупуть."«Превращение ворот приведено в действие трифосфатом аденозина, или АТФ, источником энергии для всех клеток», объяснил он, добавив, что работа Чена показалаэто:«Внутриклеточный pH регулирует АТФ, стыкующуюся с воротами и скоростью, на которой поворачиваются ворота».Таким образом уровень рН в клетке решает уровень власти у ворот, и это в trun управляет транспортировкой соли и бикарбоната.
Но если клетка нуждаетсячтобы сократить энергию, это может также использовать pH, чтобы сказать ферменты, когда остановить активность CFTR.Шеппард сказал, что понимание Чена структуры CFTR было:«Критически важный по отношению к расширению знаний того, как CFTR обычно работает и как это идет не так, как надо при болезни».Он сказал, что цель теперь состоит в том, чтобы проектировать и разработать лекарства, вернувшие функцию белкам CFTR, отключенным мутациями в генах CF.«Путем планирования для первопричины болезни, а не симптомов, новые методы медикаментозного лечения для CF могли бы остановить развитие болезни и предотвратить снижениев здоровье людей, живущих с CF», сказал Шеппард.
«Прямое Ощущение Внутриклеточного pH Муковисцидозом Трансмембранный Регулятор Проводимости (CFTR) Статья – Канал.Дженг-Хор Чен, Чживэй Цай и Дэвид Н. ШеппардJ.
Biol. Chem. 2009 284: 35495-35506.
DOI:10.1074/jbc. M109.072678
Источник: американское общество биохимии и молекулярной биологии.